毛髪ケラチンのトリプシン消化物質量分析による毛髪鑑別法の開発

基于毛发角蛋白胰蛋白酶消化物质量分析的毛发鉴定方法的开发

• 批准号: 20K21713
• 负责人: 田中 経彦
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Yamaguchi University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-07-30 至 2021-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20K21713/
• 关键词: 毛髪ケラチン; アミノ酸多型; 質量分析計; 個人識別; 質量分析; 毛髪; ケラチン; 変異

毛根以外の毛幹部のケラチンをトリプシン消化して得たペプチドの質量分析で検出した多型により、毛髪の異同を解析できることが確認された。日本人1家族（両親とその子1名）、その家族と非血縁者2名の毛髪1㎝（毛幹部）をトリプシン消化して得たケラチン由来のペプチドから、液体クロマトグラフィ質量分析により、17種ある毛髪ケラチンの類似配列を考慮しつつ8種のケラチンから40種程度のアミノ酸変異候補を検出した。検証のためケラチン各部位のDNA塩基配列を解析した。ケラチンK33Bの多型A215PヘテロがDNA解析でも検出された。この多型は、質量分析では、家族（両親、子供1名）では全員ヘテロで検出されたが、非血縁者2名ではAのみであった。公開データベースEnsemblによれば、このAlleleは、中国タイ族，華北人，ベトナム人が2％，華南人が3％，日本人（106人）では16％に上る。他方アフリカ、非フィン人系ヨーロッパ、中南米（インディオ）、ユダヤ系には存在しない。この多型は欧米の先行研究でも報告されていない。Ensemblにデータを公開していない韓国については不明である。他に質量分析で検出された５多型部位を含む4ペプチドに対応するDNAで、日本人106人データを分類すると、標準配列どおり（46％）を含め13グループとなった。ゲノムDNAや血液型を利用できない状況の代替法として、個人識別は無理にしても毛髪の異同を識別するのに有用性があると言える。DNAケラチンのアミノ酸配列は、血漿たんぱく質や精漿たんぱく質と相同性がなく、これらがコンタミしても質量分析できる。他の多型候補は、DNA変異に基づかず、アーチファクト生成（カルバミル化によるアミノ基修飾、閉環反応、脱アミド反応）と考えられた。アーチファクトの生成を抑制する検討実験は、質量分析計トラブルでできなかった。

据证实，可以分析通过胰蛋白酶消化角蛋白从头发轴上的胰蛋白酶消化获得的肽检测到的多态性。从胰蛋白酶消化一个日本家庭（父母和一个孩子），两个非相关家庭和两个非相关家族的胰蛋白酶获得的肽中，从八个角蛋白中检测到大约40个氨基酸突变，考虑到17个毛的类似序列。为了进行验证，分析了每个角蛋白位点的DNA碱基序列。在DNA分析中还检测到角蛋白K33b的多态性A215p异源。所有家庭（父母，1个孩子）通过质谱法异源检测到这种多态性，但在两个非相关病例中仅发现A。根据公共数据库Ensembl的说法，等位基因占中国泰国，北部和越南人的2％，中国人的3％和日本人的16％（106）。另一方面，它不存在于非洲，非Finn欧洲，拉丁美洲（Indio）或犹太血统。在西方先前的研究中，尚未报道这种多态性。目前尚不清楚韩国尚未公布有关Ensembl的数据。当将106名日本人的数据分类为对应于四个肽的DNA，这些肽包含质谱法检测到的五个多态性位点时，发现数据为13组，包括标准序列（46％）。作为无法使用基因组DNA或血型的情况的替代方法，可以说，即使无法识别单个鉴定，也可以说这对于识别头发差异很有用。 DNA角蛋白的氨基酸序列与血浆或精液等离子体蛋白同源，即使将其污染，也可以进行质量分析。其他多态性候选者被认为是伪影的产生（氨基群通过氨基甲基化，环闭合反应，戴甲带反应）。由于质谱仪问题，无法抑制伪影产生的检查实验。